Oprócz zwykłych uroczystości i hulanek do końca grudnia przyniósł kolejny skok do drugiego UTC czas (skoordynowany czas uniwersalny).

UTC to globalna skala czasowa wykorzystywana przez sieci komputerowe na całym świecie, zapewniająca, że ​​wszyscy zachowują ten sam czas. Sekundy skoków są dodawane do UTC przez International Earth Rotation Service (IERS) w odpowiedzi na spowolnienie obrotu Ziemi z powodu sił pływowych i innych anomalii. Niewprowadzenie sekundy przestępnej oznaczałoby, że UTC odpłynie od GMT (Greenwich Meantime) - często określane jako UT1. GMT opiera się na położeniu ciał niebieskich, więc w południe słońce znajduje się najwyżej nad południkiem Greenwich.

Gdyby UTC i GMT rozeszły się, utrudniłoby to życie ludziom takim jak astronomowie i rolnicy, a w końcu dzień i noc dryfowałby (choćby po tysiącu lat).

Zwykle sekundy przestępne dodawane są do ostatniej minuty grudnia 31, ale czasami, gdy w ciągu roku potrzeba więcej niż jednego, dodaje się je latem.

Sekundowe sekundy są jednak kontrowersyjne i mogą powodować problemy, jeśli sprzęt nie jest zaprojektowany z myślą o sekundach przestępnych. Na przykład ostatnia sekunda przestępna została dodana w grudniu 31 i spowodowała awarię bazy danych giganta Oracle Cluster Ready Service. Spowodowało to automatyczne ponowne uruchomienie systemu w Nowy Rok.

Skoki sekund mogą również powodować problemy, jeśli sieci są synchronizowane za pomocą internetowych źródeł czasu lub urządzeń wymagających ręcznej interwencji. Na szczęście najbardziej oddani Serwerów NTP są zaprojektowane z myślą o Leap Seconds. Urządzenia te nie wymagają żadnej interwencji i automatycznie dostosują całą sieć do właściwego czasu, gdy występuje skok drugi.

Dedykowany Serwer NTP jest nie tylko samoregulujący, nie wymagający ręcznej interwencji, ale także bardzo dokładny jest serwery 1 w warstwie (większość internetowych źródeł czasu to urządzenia warstwy 2, innymi słowy urządzenia, które odbierają sygnały czasu z urządzeń 1, a następnie je ponownie wysyłają), ale są również wysoce bezpieczne są urządzenia zewnętrzne, które nie muszą znajdować się za zaporą ogniową.

Synchronizacja czasu jest często określany jako "ból głowy" przez administratorów sieci. Utrzymywanie komputerów w sieci wszystkich działających jednocześnie jest coraz ważniejsze w nowoczesnej komunikacji sieciowej, szczególnie gdy sieć musi komunikować się z inną siecią działającą niezależnie.

Z tego powodu UTC (Coordinated Universal Time) został opracowany, aby zapewnić, że wszystkie sieci działają w tym samym dokładnym czasie. UTC jest oparte na czasie podanym przez zegary atomowe więc jest bardzo precyzyjny, nigdy nie tracąc ani sekundy. Synchronizacja czasu w sieci jest jednak stosunkowo proste dzięki protokołowi NTP (Network Time Protocol).

Źródła czasu UTC są szeroko dostępne dzięki ponad tysiącom internetowych serwerów 1 dostępnych w Internecie. Poziom warstwy opisuje, jak daleko Serwer czasu jest do zegara atomowego (an zegar atomowy generujący UTC jest znany jako urządzenie 0. Większość serwerów czasu dostępnych w Internecie to w rzeczywistości nie urządzenia 1, ale warstwa, w której pobierają swój czas z urządzenia, które z kolei otrzymuje sygnał czasu UTC.

Dla wielu aplikacji może to być wystarczająco dokładne, ale ponieważ te źródła czasu są w Internecie, niewiele można zrobić, aby zapewnić ich dokładność i precyzję. W rzeczywistości, nawet jeśli źródło internetowe jest bardzo dokładne, forma odległości może powodować opóźnienia w czasie sygnału czasu.

Internetowe źródła czasu są również niezabezpieczone, ponieważ znajdują się poza zaporą sieciową, zmuszając sieć do pozostawienia otwartego dla żądań czasu. Z tego powodu administratorzy sieci poważnie podchodzą do synchronizacji czasu i decydują się na użycie własnego zewnętrznego serwera 1.

Te urządzenia, często nazywane a Serwer NTP, odbierz źródło czasu UTC z zaufanego i bezpiecznego źródła, takiego jak satelita GPS, a następnie rozprowadź je w sieci. The Serwer NTP jest znacznie bezpieczniejsza niż internetowe źródło czasu i jest stosunkowo niedroga i bardzo dokładna.

Synchronizacja czasu jest niezwykle ważne dla nowoczesnych sieci komputerowych. W niektórych branżach synchronizacja czasu jest absolutnie niezbędna, szczególnie gdy mamy do czynienia z technologiami, takimi jak kontrola ruchu lotniczego lub żegluga morska, w których setki osób mogą zostać zagrożone z powodu braku dokładnego czasu.

Nawet w świecie finansów poprawna synchronizacja czasu jest niezbędna, ponieważ miliony można dodawać lub wymazywać ceny akcji co sekundę. Z tego powodu cały świat przestrzega globalnej skali czasu zwanej skoordynowanym czasem uniwersalnym (UTC). Jednak przyleganie do UTC i utrzymywanie dokładności UTC to dwie różne rzeczy.

Większość zegarów komputerowych to proste oscylatory, które będą powoli dryfować albo szybciej, albo wolniej. Niestety oznacza to, że bez względu na to, jak dokładne są one ustawione w poniedziałek, będą dryfować do piątku. Ten dryf może być tylko ułamkiem sekundy, ale wkrótce nie potrwa długo, zanim pierwotny czas UTC przekroczy sekundę.

W wielu branżach może to nie oznaczać życia i śmierci z powodu utraty milionów akcji i akcji, ale brak synchronizacji czasu może mieć nieprzewidziane konsekwencje, takie jak pozostawienie firmy mniej chronionej przed oszustwami. Jednak otrzymywanie i utrzymywanie prawdziwego czasu UTC jest dość proste.

Dedykowane Sieć serwerów czasu są dostępne, które używają protokołu NTP (Network Time Protocol), aby stale sprawdzać czas sieci przed źródłem czasu UTC. Te urządzenia są często określane jako Serwer NTP, serwer czasu lub serwer czasu w sieci. The Serwer NTP stale dostosowuje wszystkie urządzenia w sieci, aby zapewnić, że maszyny nie dryfują od UTC.

UTC jest dostępne z kilku źródeł, w tym z sieci GPS. Jest to idealne źródło czasu UTC, ponieważ jest bezpieczne, niezawodne i dostępne na całym świecie. UTC jest również dostępny za pośrednictwem specjalistycznych krajowych transmisji radiowych, z których nadawane są krajowe laboratoria fizyczne chociaż nie są dostępne wszędzie.

Kiedy spojrzymy na nasze zegarki lub zegar biurowy, często przyjmujemy za pewnik, że podany czas jest poprawny. Możemy zauważyć, że nasze zegarki są szybkie lub wolne dziesięć minut, ale nie zwracają uwagi, jeśli są one sekundą lub dwiema.

Jednak przez tysiące lat ludzkość kroczyła coraz dalej dokładne zegary korzyści są dziś ogromne w naszym wieku nawigacji satelitarnej, Serwerów NTP, Internet i globalna komunikacja.

Aby zrozumieć, jak dokładny czas można zmierzyć, ważne jest, aby najpierw zrozumieć pojęcie czasu. Czas mierzony na Ziemi od tysiącleci jest odmiennym pojęciem od samego czasu, co, jak Einstein nas poinformował, było częścią struktury samego wszechświata w tym, co opisał jako czterowymiarową czasoprzestrzeń.

Jednak historycznie mierzyliśmy czas nie w oparciu o upływ czasu, ale o rotację naszej planety w stosunku do Słońca i Księżyca. Dzień podzielony jest na 24 równych części (godzin), z których każda jest podzielona na 60 minut, a minuta podzielona jest na 60 sekund.

Jednak obecnie zdano sobie sprawę, że czas pomiaru w ten sposób nie może być uważany za dokładny, ponieważ rotacja Ziemi zmienia się z dnia na dzień. Wszystkie rodzaje zmiennych, takie jak siły pływowe, huragany, wiatry słoneczne, a nawet ilość śniegu na biegunach wpływają na szybkość rotacji Ziemi. W rzeczywistości, kiedy dinozaury zaczęły wędrować po Ziemi, długość dnia mierzonego teraz wynosiłaby zaledwie 22 godzin.

Opieramy teraz czas na przechodzeniu atomów za pomocą zegary atomowe z drugim na podstawie okresów 9,192,631,770 promieniowania emitowanego przez nadsubtelne przejście uzwiązkowionego atomu cezu w stanie podstawowym. Choć może to brzmieć skomplikowanie, to naprawdę jest to tylko atomowy "tyk", który nigdy się nie zmienia, a zatem może dostarczyć bardzo dokładnego odniesienia do naszego czasu.

Zegary atomowe wykorzystują ten rezonans atomowy i potrafią zachować czas tak dokładny, że sekunda nie jest stracona nawet w miliardach lat. Nowoczesne technologie wykorzystują tę precyzję, umożliwiając komunikację i globalny handel, z którego dziś korzystamy dzięki wykorzystaniu nawigacji satelitarnej, Serwerów NTP a kontrola ruchu lotniczego zmienia sposób, w jaki żyjemy naszym życiem.

W epoce zegarów atomowych i Serwer NTP czas przechowywania jest teraz dokładniejszy niż kiedykolwiek, z coraz większą precyzją, co pozwoliło wielu technologiom i systemom, które teraz przyjmujemy za pewnik.

Chociaż odmierzanie czasu zawsze było przedmiotem troski ludzkości, dopiero od kilku dziesięcioleci prawdziwa dokładność jest możliwa dzięki nadejściu zegar atomowy.

Przed czasem atomowym oscylatory elektryczne, takie jak te, które można znaleźć w przeciętnym cyfrowym zegarku, były najdokładniejszą miarą czasu, a zegary elektroniczne, takie jak te, są o wiele bardziej precyzyjne niż ich poprzednie wersje - mechaniczne zegary, które wciąż mogą dryfować nawet o sekundę w tygodniu .

Ale dlaczego w końcu czas musi być tak dokładny, jak ważna może być sekunda? W codziennym prowadzeniu naszego życia sekunda nie jest tak ważna, a elektroniczne zegary (a nawet mechaniczne) zapewniają odpowiedni czas na nasze potrzeby.

W naszym codziennym życiu drugie robi niewielką różnicę, ale w wielu nowoczesnych zastosowaniach drugie może być wiekiem.

Przykładem może być nowoczesna nawigacja satelitarna. Urządzenia te mogą wskazać lokalizację w dowolnym miejscu na Ziemi w odległości kilku metrów. Jednak mogą to zrobić tylko ze względu na ultra-precyzyjną naturę zegarów atomowych, które kontrolują system, ponieważ sygnał czasu wysyłany z satelitów nawigacyjnych przemieszcza się z prędkością światła, która wynosi prawie 300,000 km na sekundę.

Ponieważ światło może przemierzyć tak dużą odległość w ciągu sekundy, jakikolwiek zegar atomowy rządzący systemem nawigacji satelitarnej, który byłby tylko o sekundę krótszy, pozycjonowanie byłoby niedokładne o tysiące mil, przez co system pozycjonowania stałby się bezużyteczny.

Istnieje wiele innych technologii, które wymagają podobnej dokładności, a także wielu sposobów handlu i komunikacji. Akcje i udziały zmieniają się co sekundę w górę iw dół, a globalny handel wymaga, aby wszyscy na całym świecie musieli komunikować się w tym samym czasie.

Większość sieci komputerowych jest kontrolowana za pomocą Serwer NTP (Network Time Protocol). Urządzenia te pozwalają wszystkim sieciom komputerowym korzystać z tego samego zegara czasu UTC (skoordynowanego czasu uniwersalnego). Wykorzystując UTC za pośrednictwem serwera NTP sieci komputerowe mogą być synchronizowane w ciągu kilku milisekund od siebie.

Organizowanie warstw

Poziomy strat brzusznych określają odległość między urządzeniem a zegarem referencyjnym. Na przykład zegar atomowy oparty na laboratorium fizyki lub satelicie GPS jest urządzeniem 0. ZA warstwa 1 urządzenie to serwer czasu, który odbiera czas z urządzenia 0, a więc dedykowanego Serwer NTP jest warstwą 1. Urządzeniami, które odbierają czas z serwera czasu, takiego jak komputery i routery, są urządzenia warstwy 2.

NTP może obsłużyć do poziomów 16 i chociaż jest dokładniejszy, im dalej, tym poziomy warstw są zaprojektowane tak, aby umożliwić olbrzymim sieciom otrzymywanie czasu z jednego serwera NTP bez powodowania przeciążenia sieci lub blokowania przepustowości .

Podczas korzystania z Serwer NTP ważne jest, aby nie przeciążać urządzenia żądaniami czasu, więc sieć powinna być podzielona przez wybraną liczbę maszyn pobierających żądania od Serwer NTP (producent serwera NTP może zalecić liczbę żądań, które może obsłużyć). Te warstwy urządzeń 2 można wykorzystać jako odniesienia czasowe dla innych urządzeń (które stają się urządzeniami 3) w bardzo dużych sieciach, które następnie można wykorzystać jako odniesienia do samych siebie.

Serwerów NTP są istotnym narzędziem dla każdej firmy, która musi komunikować się globalnie i bezpiecznie. Serwery NTP dystrybuują skoordynowany czas uniwersalny (UTC), globalną skalę czasową świata, opartą na bardzo dokładnym czasie określonym przez zegary atomowe.

NTP (Network Time Protocol) to protokół używany do dystrybucji czasu UTC w sieci, który zapewnia również dokładność i stabilność całego czasu. Istnieje jednak wiele pułapek w konfiguracji a Sieć NTP, oto najczęściej:

Używanie właściwego źródła czasu

Uzyskanie najbardziej odpowiedniego źródła czasu jest podstawą do stworzenia sieci NTP. Źródło czasu zostanie rozdzielone pomiędzy wszystkie maszyny i urządzenia w sieci, dlatego ważne jest, aby był nie tylko dokładny, ale także stabilny i bezpieczny.

Wielu administratorów systemu tnie rogi ze źródłem czasu. Niektórzy zdecydują się na użycie źródła czasu w Internecie, chociaż nie są one bezpieczne, ponieważ zapora będzie wymagać otwarcia, a także wiele źródeł internetowych jest albo całkowicie niedokładnych, albo zbyt daleko, aby uzyskać jakąkolwiek użyteczną precyzję.

Istnieją dwie bardzo bezpieczne metody otrzymywania źródła czasu UTC. Pierwszy polega na wykorzystaniu sieci GPS, która chociaż nie nadaje UTC, Czas GPS bazuje na międzynarodowym czasie atomowym i dlatego jest łatwy do przekonwertowania NTP. Sygnały czasu GPS są również łatwo dostępne na całym świecie.

Druga metoda polega na użyciu sygnałów radiowych długofalowych emitowanych przez niektóre krajowe laboratoria fizyczne. Sygnały te nie są jednak dostępne w każdym kraju i mają skończony zasięg oraz są podatne na zakłócenia i lokalną topografię.

Network Time Protocol został opracowany w celu zapewnienia synchronizacji komputerów. Wszystkie komputery są podatne na dryfowanie, a dokładny czas jest niezbędny w wielu krytycznych aplikacjach.

Wersja NTP jest instalowana w większości wersji systemu Windows (chociaż wersja uproszczona zwana SNTP -Simplified NTP- jest w starszych wersjach) i Linux, ale jest dostępna do pobrania z NTP.org.

Podczas synchronizowania sieci preferowane jest użycie dedykowanego Serwer NTP który otrzymuje źródło taktowania z zegar atomowy za pośrednictwem specjalistycznych transmisji radiowych lub Sieć GPS. Jednak wiele odniesień do czasu w Internecie są dostępne, niektóre bardziej wiarygodne niż inne, choć należy zauważyć, że źródła czasu oparte na Internecie nie mogą być uwierzytelnione przez NTP, pozostawiając komputer podatny na zagrożenia.

NTP jest hierarchiczny i ułożony w warstwę. Stratum 0 jest odniesieniem czasowym, podczas gdy warstwa 1 jest serwerem połączonym ze źródłem czasu 0, a warstwa 2 jest komputerem (lub urządzeniem) dołączonym do serwera 1 warstwy.

Podstawową konfigurację NTP wykonuje się za pomocą pliku /etc/ntp.conf, który trzeba edytować i umieścić adres IP warstwy 1 i warstwy 2. Oto przykład podstawowego pliku ntp.conf:

preferuje serwer xxx.yyy.zzz.aaa (adres serwera czasu, taki jak time.windows.com)

serwer 123.123.1.0

serwer 122.123.1.0 warstwy 3

Driftfile / etc / ntp / drift

Najbardziej podstawowy plik ntp.conf wyświetli listę serwerów 2, z których chce się zsynchronizować, oraz adres IP dla siebie. Dobrze jest mieć więcej niż jeden serwer w celach informacyjnych na wypadek, gdyby jeden z nich upadł.

Serwer ze znacznikiem "prefer" jest używany dla zaufanego źródła, zapewniającego, że NTP będzie zawsze używać tego serwera, gdy będzie to możliwe. Adres IP będzie użyty w przypadku problemów, gdy NTP będzie synchonizować z samym sobą. Plik drift to miejsce, w którym NTP tworzy zapis szybkości dryfu zegara systemowego i automatycznie dostosowuje się do niego.

NTP dostosuje czas systemowy, ale tylko powoli. NTP będzie oczekiwał co najmniej dziesięciu pakietów informacji, zanim zaufa źródłu czasu. Aby przetestować NTP wystarczy zmienić zegar systemowy o pół godziny pod koniec dnia, a poranna powinna być prawidłowa.

Sieci rozproszone polegają całkowicie na właściwym czasie. Komputery potrzebują znaczników czasu do zamawiania zdarzeń, a gdy zbiór maszyn współpracuje, konieczne jest, aby działały w tym samym czasie.

Niestety współczesne komputery osobiste nie są zaprojektowane jako doskonałe czasomierze. Ich zegary systemowe są prostymi oscylatorami elektronicznymi i mają tendencję do dryfowania. Zazwyczaj nie stanowi to problemu, gdy maszyny działają niezależnie, ale gdy komunikują się przez sieć, mogą wystąpić różnego rodzaju problemy.

Od e-maili przybywających, zanim zostały wysłane do całych awarii systemu, brak synchronizacja może powodować nieopisane problemy w sieci, dlatego też sieciowe serwery czasu są używane w celu zapewnienia synchronizacji całej sieci.

Sieć serwerów czasu występują w dwóch formach - The Serwer czasu GPS i radiowy serwer czasu z odniesieniem. GPS NTP serwery wykorzystują sygnał czasu transmitowany z satelitów GPS. Jest to niezwykle dokładne, ponieważ jest generowane przez zegar atomowy na pokładzie satelity GPS. Radio referencyjne Serwer NTPs wykorzystują transmisję długofalową transmitowaną przez kilka krajowych laboratoriów fizycznych.

Obie te metody są dobrym źródłem Coordinated Universal Time (UTC) światowa globalna skala czasowa. UTC jest używane przez sieci na całym świecie, a synchronizacja z nim pozwala sieciom komputerowym na bezpieczną komunikację i uczestniczenie w transakcjach czasowych bezbłędnie.

Niektórzy administratorzy korzystają z Internetu, aby otrzymywać źródło czasu UTC. Chociaż dedykowany serwer czasu sieciowego nie jest wymagany, aby to zrobić, ma to pewne wady bezpieczeństwa, ponieważ port musi być pozostawiony otwarty w zaporze, aby komputer mógł komunikować się z Serwer NTPmoże to sprawić, że system będzie podatny na ataki i otwarty na ataki. Co więcej, internetowe źródła czasu są często niewiarygodne z wieloma, albo zbyt niedokładnymi, albo zbyt daleko, aby służyć jakiemukolwiek użytecznemu celowi.

Network Time Protocol jest protokołem internetowym służącym do synchronizacji zegarów komputerowych ze stabilnym i precyzyjnym czasem odniesienia. NTP został pierwotnie opracowany przez profesora Davida L. Millsa z University of Delaware w 1985 i jest standardowym protokołem internetowym.

NTP został opracowany w celu rozwiązania problemu wielu komputerów pracujących razem i mających inny czas. Podczas gdy czas zwykle się rozwija, jeśli programy są uruchomione na różnych komputerach, czas powinien się rozwinąć, nawet jeśli przełączysz się z jednego komputera na drugi. Jeśli jednak jeden system znajduje się przed drugim, przełączanie się między tymi systemami spowoduje przeskok czasu do przodu i do tyłu.

W konsekwencji sieci mogą działać we własnym czasie, ale gdy tylko połączymy się z Internetem, efekty stają się widoczne. Tylko wiadomości e-mail przychodzą, zanim zostały wysłane, a nawet odpowiedziano przed ich wysłaniem!

Chociaż ten rodzaj problemu może wydawać się nieszkodliwy, jeśli chodzi o odbieranie wiadomości e-mail, jednak w niektórych środowiskach brak synchronizacji może mieć katastrofalne skutki, dlatego kontrola ruchu lotniczego była jedną z pierwszych aplikacji NTP.

NTP korzysta z jednego źródła czasu i rozdziela je między wszystkie urządzenia w sieci, wykonując to za pomocą algorytmu, który sprawdza, jak dużo dostosować zegar systemowy, aby zapewnić synchronizację.

NTP działa w sposób hierarchiczny, aby zapewnić, że nie występują problemy z ruchem sieciowym i przepustowością. Korzysta z jednego źródła czasu, zwykle UTC (skoordynowanego czasu uniwersalnego) i odbiera żądania czasu od maszyn znajdujących się na szczycie hierarchii, które następnie przekazują czas dalej w dół łańcucha.

Większość sieci wykorzystujących NTP używa dedykowanego sieciowy serwer czasu aby otrzymać swój sygnał czasu UTC. Mogą one otrzymać czas od Sieć GPS lub transmisje radiowe nadawane przez krajowe laboratoria fizyczne. Te dedykowane Serwery czasu NTP są idealne, ponieważ otrzymują czas bezpośrednio ze źródła zegara atomowego, są również bezpieczne, ponieważ są umieszczone na zewnątrz, a zatem nie wymagają przerw w zaporze sieciowej.